污泥浓度难以提高是制约传统活性污泥法硝化效能的重大瓶颈因子之一，膜生物反应器能有效持留生物体，可望突破这一瓶颈，大大提高硝化反应器的效能和稳定性。在膜生物反应器中实施短程硝化，则可充分发挥短程硝化的优势，为低碳高氮废水的处理提供技术支持。为此，本课题对膜-生物硝化反应器的运行性能进行了系统的研究，结果总结如下：　　 1)膜-生物硝化反应器运行性能优良　　 ①启动迅速：污泥驯化时间短，驯化12天后，反应器氨氮去除率接近100％；硝化细菌富集快，在50天内，反应器中的污泥浓度由5g·L-1增大到10.4g·L-1。　　 ②效率很高：在保持进水浓度为60mmol·L-1的条件下，经过150天运行，HRT从24h缩短到2.5h，容积负荷从0.8 kg(NH4+-N)·m-3·d-1增大到7.5kg(NH4+-N)·m-3·d-1；反应器内MLVSS逐渐增加，最后稳定在20g·L-1左右，最高污泥氨氮去除负荷达0.38kg(NH4+-N)·kg(MLSS)-1·d-1。各项指标显著优于传统生物硝化反应器。　　 ③运行稳定性好：在HRT迅速缩短时，氨氮去除率可保持在80％以上；在反应器处理效率急剧恶化的情况下，维持低进水浓度或停止进水可迅速恢复功能。　　 2)膜-生物硝化反应器运行性能受溶解氧的影响　　 在膜生物反应器中，存在临界DO，其值约为1mg·L-1。当DO控制在0.5mg·L-1时，反应器出水氨氮浓度与亚硝氮浓度之比接近1:1，适宜作为ANNAMOX工艺的进水。　　 稳态时，反应器的最大曝气供氧速率为0.308 mg02·S-1·L-1，硝化需氧速率为19.86 mgO2·S-1·L-1，氧传递是进一步提高膜-生物硝化反应器负荷的限制因子。　　 在所试条件下，要使反应器进行全程硝化，容积负荷宜控制在5.050g·L-1·d-1以下；若需作为厌氧氨氧化的亚硝酸盐供给装置而进行短程硝化，则容积负荷宜控制在7.240g·L-1·d-1左右。　　 3)分离膜组件工作性能优良　　 ①菌体截留性能好：分离膜的孔径小于硝化细菌的尺寸，反应器内菌体被完全持留，污泥浓度从5 g·L-1L逐渐提高到20 g·L-1；分离膜表面可附着生物层，对氨氮和亚硝氮具有一定的氧化作用，有利于改善分离膜渗透出水水质。　　 ②渗透阻力小：对0.22μm聚丙烯分离膜的研究表明，液位差为20cm左右时，阻力最小(3.14×10-4 m-1)，膜通量达2.51 L·m-2·-h-1；液位差低于80cm时，提高液位差可增大膜渗透通量；超过80cm后，增大液位差的膜渗透通量效应很小。与液位差逐渐增大相比，保持低液位差可以获得较高的出水通量，具有更高的节能效果。　　 4)分离膜的工效受孔径和材料的影响　　 ①孔径的影响：对比0.1μm、0.22μm、0.4μm的聚丙烯分离膜，渗透通量与孔径成正比，膜阻力和渗透出水氨氮浓度与孔径大小成反比；0.22μm和0.45μm的膜分别在液位差为19.43cm和23.05cm时有最小膜阻力。　　 ②材料的影响：对比0.22μm的聚丙烯、尼龙和聚偏氟乙烯分离膜，聚丙烯膜对氨氮的去除效果最好，尼龙膜次之，聚偏氟乙烯最差；尼龙膜的通量和膜阻力接近于聚偏氟乙烯膜，两者的渗透通量高于聚丙烯膜，阻力低于聚丙烯膜；在液位差增大的过程中，尼龙膜和聚偏氟乙烯膜的阻力与液位差成正比，聚丙烯膜的阻力先随液位差增大而减小，后随液位差增大而增大。　　 对于聚丙稀膜，0.22μm和0.45μm膜的表面氨氮负荷高于0.1μm膜；聚偏氟乙烯膜稍优于尼龙膜，两者的各种性能都优于聚丙烯膜，可根据废水水质及处理要求选用。　　 5)分离膜的总阻力具有一定的分配规律　　 膜总传质阻力可分为膜本身阻力、膜表面沉积阻力、浓差极化阻力、膜孔内可恢复污染所致的阻力和不可恢复污染所致的阻力等5部分，其中膜表面沉积阻力是总阻力的主体，其次是膜孔内可恢复污染所致的阻力。虽然膜孔内污染在总阻力中所占比例不大，但它决定了膜表面沉积阻力的大小。　　 6)清洗可恢复被污染分离膜的性能　　 对比两种清洗方式发现，刷洗对聚丙烯膜阻力的消除不及化学清洗，但两种清洗方式对尼龙膜和聚偏氟乙烯膜阻力的消除效果相当；两种清洗方式对尼龙膜和聚偏氟乙烯膜阻力的消除效果优于对聚偏丙稀膜阻力的消除效果；对于聚丙烯膜，膜孔内堵塞阻力和吸附阻力占总阻力的比例不大，但它们是影响沉积阻力的主要因素。